电致化学发光（ECL）生物传感器同时具备电致化学发光方法和生物传感技术的优点,可以实现多种生物分子的高灵敏、快速分析,在分析化学领域发挥了重要的作用。TiO₂介观晶体具有较大的比表面积、高度多孔性、高结晶度、良好的稳定性和光电性能,在生物传感领域备受关注。本论文着力于合成不同晶型的TiO₂介观晶体,围绕TiO₂介观晶体对ECL信号的放大作用进行了研究,最终研制出三种高度灵敏的ECL生物传感器,实现了对于多种目标物的高性能检测。第一章设计了一种基于金红石型TiO₂介观晶体构建的双重信号放大的夹心型ECL生物传感器,成功实现了对玉米赤霉烯酮的超灵敏定量检测。并且初步探究了该TiO₂介观晶体对Ru（bpy）₃²⁺电致化学发光信号的放大作用。第二章报道了一种基于金属有机框架结构的锐钛矿型TiO₂介观晶体制备的一种高效整合型ECL生物探针,利用该生物探针研制了一种竞争型ECL生物传感器,并用于对呕吐毒素的定量分析。该方案研制的高效整合型生物探针利用氟代香豆素硅酞菁对Ru（bpy）₃²⁺的增敏作用进一步提高检测灵敏度。这一整合型ECL生物探针为其它ECL传感器的构建提供了通用的方法。第三章基于钴离子掺杂的TiO₂介观晶体对氧还原反应（ORR）的电催化活性,制备了一种高效的探针,该探针可以有效放大Ru（bpy）₃²⁺的阴极ECL信号;同时,将螺旋碳纳米管作为基质传感层,构建了一种催化增强的夹心型ECL传感器。该传感平台实现了对卵巢癌细胞（A2780）的超灵敏分析,在卵巢癌的早期监控和预后评估方面具有广阔的应用前景,为其它肿瘤细胞的分析检测提供了新思路。